解決了起火問題 下一代電動車就靠它了

史丹福大學引領的一項研究實現了鋰金屬電池的突破，不僅顯著延長了充放電壽命，更重要的是去除了其爆炸的風險。

鋰電池主要有鋰金屬電池和鋰離子電池兩種。前者輕巧但壽命短且有起火風險，一般用於電子設備；後者耐用可靠但較笨重，常用於電動汽車。

鋰金屬電池在使用一段時間後，內部難免發生一些類似副作用的化學反應，導致電池的正極附近生成一些像神經樹突一樣的毛刺。它們往往穿破電池正負極之間的隔層，造成電池短路起火。而鋰離子電池很少出現這樣的問題。

這項新研究給鋰金屬電池正極加了一種鍍層，可有效阻止樹突結構的生成和化學成份的堆積，顯著降低了鋰金屬電池爆炸起火的風險。

主要研究員包哲南（Zhenan Bao，音譯）說：「我們解決了鋰金屬電池最大的障礙。」

從單位重量的電池所提供的電力來看，每磅鋰金屬電池可提供的電力比鋰離子電池多三分之一，因為鋰金屬電池的正極使用鋰，而不是重得多的石墨。

合作研究者崔毅（Yi Cui，音譯）說，一旦鋰金屬電池的壽命和可靠性得到改進，在便攜式電子產品、手提電腦方面將有更廣泛的應用，然而真正大塊的利潤空間在於電動車領域。鋰電池每年商業利潤可高達300億美元。

目前電動汽車四分之一的電力用於移動電池本身的重量。

另一位研究員大衛麥卡尼奇（David Mackanic）說：「傳統鋰離子電池的能力基本已經到頂了。所以要滿足現代電子設備更大的電力需求，必須得開發新型電池。」

他們的實驗顯示，新型鋰金屬電池在充放電160次後，還能儲存第一輪的85%的電力；而普通鋰金屬電池即使可以「倖存」這麼多次充放電周期沒有發生爆炸，也只剩30%的儲電能力。這一研究組還在改進塗層技術，提高電力保有率和實現更多的充放電次數。

崔毅表示，雖然作為汽車電池是其最終目標，但在此之前應用於電子設備來展示其安全性也很重要。

這份研究8月26日發表在《細胞》（Cell）子刊《焦耳》（Joule）上。◇

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